선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 논문에서는 차량용 번호판을 UHF 대 RFID 태그 안테나로 사용할 수 있도록 설계한 것을 제안하였다. 설계된 안테나의 전체 크기는 차량 번호판의 크기인 335x155x1 mm3 중 162.
- 따라서 부착되는 매질에 의한 안테나의 특성 변화에 대해 주목해야 한다. 본 논문에서는 차량용 번호판의 부착지판에 해당하는 범퍼에 대한 특성 변화를 파악하는 것을 목적으로 하였다. 차량 범퍼의 재질은 폴리우레탄이며, 폴리우레탄을 부착 지판으로 한 번호판 태그 안테나의 설계 순서는, 첫 번째로는 폴리우레탄의 두께에 따른 시뮬레이션 영향을 파악하고, 두 번째는 두께를 고정시킨 후 폴리우레탄의 크기(士y축 방향) 변화에 따른 특성을 파악한다.
- 마지막으로 최근 유통되는 번호판의 경우, 범퍼용 폴리우레탄과 차량용 번호판 사이에 스티로폼의 재질을 삽입하여 차량 충돌시 번호판의 찌그러짐을 방지하기 위한 목적으로 범퍼와 번호판을 이격시켜 놓는 경우가 많다!6]. 이러한 점을 토대로 범퍼와 안테나 기판 사이의 간격 변화에 따른 특성을 파악한다.
제안 방법
- 그리고 RFID 태그 안테나를 광대역으로 설계 하 여부 착지 판에 따른 주파수 천이의 영향을 최소화하였다.
- 세 번째는 위에서 계산된 폴리우레탄의 두께와 좌우 크기의 값을 고정시킨 후, 폴리우레탄의 상하 크기 (土X축 방향) 변화에 따른 영향을 파악한다. 네 번째는 위에서 얻은 결과들을 바탕으로, 차량용 번호판을 범퍼에 고정시키기 위해 사용되는 볼트와 너트의 영향을 고려한 안테나의 특성을 파악한다. 마지막으로 최근 유통되는 번호판의 경우, 범퍼용 폴리우레탄과 차량용 번호판 사이에 스티로폼의 재질을 삽입하여 차량 충돌시 번호판의 찌그러짐을 방지하기 위한 목적으로 범퍼와 번호판을 이격시켜 놓는 경우가 많다!6].
- 결론적으로 볼트와 너트는 차량용 번호판을 이용한 안테나의 설계 값에 크게 영향을 미치지 않는 것을 확인할 수 있다. 다음으로 안테나인 번호판과 범퍼인 폴리우레탄이 완벽하게 붙은 0 mm 의 경우와 간격이 5 mm 이상 떨어진 경우를 살펴보았다. 0 mm의 경우, 지판도 안테나의 역할을 하여 등가적으로 안테나의 크기가 커지면서 임피던스가 변하기 때문에 간격이 5 mm 이상 떨어진 경우와 비교하여 반사 손실 특성의 열화가 발생하고 공진 주파수가 저 주파수 쪽으로 편이되는 것을 알 수 있다.
- 따라서 본 논문에서는 匕의 크기를 약 人/4인 90 mtn로 설정하였다. 다음으로, 폴리우레탄의 좌우 크기仏)를 90 mm로 고정하고 폴리우레탄의 두께를 6 ran로 고정시킨 후, 상하 크기인 Q를 10 mm에서 90 mm까지 변화시켰을 때, 공진주파수의 변화를 살펴보았다. 그 결과, 공진주파수 및 반사 손실 그리고 대역폭은 거의 변화가 없는 것을 확인할 수 있다.
- 각도에 따른 최대 인식 거리를 측정한 결과를 보여주고 있다. 또한, 볼트와 너트 그리고 폴리우레탄을 포함하여 제작된 안테나의 인식 거리도 측정되었다. 리더기는 ALIEN사의 ALR-9800(4W EIRP)을 사용하였으며, 이득은 6 dBi, RF power는 30 dBm의 기기를 사용하였다.
- 폴리우레탄을 포함한 설계를 행하였다. 또한, 차량 번호판인 안테나와 범퍼인 폴리우레탄을 고정시키는 볼트와 너트의 영향도 살펴보았다. 4장에서는 안테나를 실제 제작하여 측정을 행하였고, 그 결과를 이론치와 비교하였다.
- 그리고 -10 dB 이하 대역폭은 720 MHz로 광대역을 가진다. 설계된 안테나를 폴리우레탄으로 만들어진 범퍼에 볼트와 너트를 고정하여 부착한 경우와 그렇지 않는 경우의 방사 패턴과 인식 거리를 살펴보았다. 방사 패턴의 경우, 범퍼를 부착한 태그 안테나의 빔이 두 방향으로 갈라지는데, 그 원인으로서는 번호판과 폴리우레탄 사이의 거리에 위상 차이로 사료되며, 계산된 방사 패턴과 측정한 방사 패턴은 아주 잘 일치하였다.
- 차량 범퍼의 재질은 폴리우레탄이며, 폴리우레탄을 부착 지판으로 한 번호판 태그 안테나의 설계 순서는, 첫 번째로는 폴리우레탄의 두께에 따른 시뮬레이션 영향을 파악하고, 두 번째는 두께를 고정시킨 후 폴리우레탄의 크기(士y축 방향) 변화에 따른 특성을 파악한다. 세 번째는 위에서 계산된 폴리우레탄의 두께와 좌우 크기의 값을 고정시킨 후, 폴리우레탄의 상하 크기 (土X축 방향) 변화에 따른 영향을 파악한다. 네 번째는 위에서 얻은 결과들을 바탕으로, 차량용 번호판을 범퍼에 고정시키기 위해 사용되는 볼트와 너트의 영향을 고려한 안테나의 특성을 파악한다.
- 안테나 기판과 폴리우레 탄 사이 의 공기층을 1 mm로 고정 하였다. 폴리우레탄의 일반적인 비유전율은 5.
- 나타내었다. 제안된 안테나는 한 개의 단락 선로'd, 급전 선로'd, 그리고 안테나 선로 %'로 구성 되어 있다. 차량용 번호판은 여러 종류가 있으나, 이 연구에서 고려한 번호판은 가로 335 mm, 세로 155 mm, 두께 1 mm 크기를 가지며, 순도 99.
- 본 논문에서는 차량용 번호판의 부착지판에 해당하는 범퍼에 대한 특성 변화를 파악하는 것을 목적으로 하였다. 차량 범퍼의 재질은 폴리우레탄이며, 폴리우레탄을 부착 지판으로 한 번호판 태그 안테나의 설계 순서는, 첫 번째로는 폴리우레탄의 두께에 따른 시뮬레이션 영향을 파악하고, 두 번째는 두께를 고정시킨 후 폴리우레탄의 크기(士y축 방향) 변화에 따른 특성을 파악한다. 세 번째는 위에서 계산된 폴리우레탄의 두께와 좌우 크기의 값을 고정시킨 후, 폴리우레탄의 상하 크기 (土X축 방향) 변화에 따른 영향을 파악한다.
- 5인 폴리우레탄의 기판 두께가 변화할 때 나타나는 반사계수의 특성을 보여주고 있다. 폴리우레탄의 두께 변화만을 알아보기 위해 좌우 크기(匕)은 900 MHz의 약 人 /4인 90 mm로 하였으며, 상하 크기(?)는 0 nun로 두었다. 폴리우레탄의 두께는 1 mm부터 8 mm까지 변화를 시키면서 공진 특성을 계산하였다.
- 폴리우레탄의 두께 변화만을 알아보기 위해 좌우 크기(匕)은 900 MHz의 약 人 /4인 90 mm로 하였으며, 상하 크기(?)는 0 nun로 두었다. 폴리우레탄의 두께는 1 mm부터 8 mm까지 변화를 시키면서 공진 특성을 계산하였다.
대상 데이터
- 5이고, 두께가 1 mm인 알루미늄 기판 위에 설계된 PIFA 안테나를 두께 6 mm의 폴리우레탄 위에 부착하고, 좌우 크기(Z)를 150 nun까지 변화시켰을 경우와 상하 크기(。)를 90 nun까지 변화시켰을 경우의 공진주파수의 변화를 비교하여 보았다 그림에서 알 수 있듯이 Z의 크기가 20 mm 이상이 되면 부착지판인 폴리우레탄의 영향이 거의 나타나지 않는 것으로 계산되었다. 따라서 본 논문에서는 匕의 크기를 약 人/4인 90 mtn로 설정하였다. 다음으로, 폴리우레탄의 좌우 크기仏)를 90 mm로 고정하고 폴리우레탄의 두께를 6 ran로 고정시킨 후, 상하 크기인 Q를 10 mm에서 90 mm까지 변화시켰을 때, 공진주파수의 변화를 살펴보았다.
- 또한, 볼트와 너트 그리고 폴리우레탄을 포함하여 제작된 안테나의 인식 거리도 측정되었다. 리더기는 ALIEN사의 ALR-9800(4W EIRP)을 사용하였으며, 이득은 6 dBi, RF power는 30 dBm의 기기를 사용하였다. 안테나가 0도(태그 안테나와 리더 안테나가 서로 마주보고 있는 각도)일 경우, 그림 13 의 칩을 가진 안테나의 측정된 인식 거리는 11.
- 실제로 차량에 사용되는 볼트의 높이는 35 mm이고, 볼트의 지름은 24 mm로 이를 설계에 적용하였다.
- 제작시 1 mm의 두께를 가진 알루미늄 기판을 이용하여 제작하였다.
- 제안된 안테나는 한 개의 단락 선로'd, 급전 선로'd, 그리고 안테나 선로 %'로 구성 되어 있다. 차량용 번호판은 여러 종류가 있으나, 이 연구에서 고려한 번호판은 가로 335 mm, 세로 155 mm, 두께 1 mm 크기를 가지며, 순도 99.9 %의 알루미늄 재질로 되어 있다地 제안된 안테나는 그림 1과같이 번호판 알루미늄 기판 위에 PIFA의 구조로 되어 있다. 단락 선로인'd와 급전 선로'd 사이에 강한 전계가 발생하며, 는 방사체의 역할을 한다.
데이터처리
- 제안된 안테나는 상용 시뮬레이션 툴인 HFSS를이용하여 설계하였다.
성능/효과
- 또한, 그림 9에서의 상하 크기의 시뮬레이션 값과 볼트와 너트가 있는 경우의 계산된 값을 비교해 보면 반사 손실의 차이가 거의 없음을 확인할 수 있다. 결론적으로 볼트와 너트는 차량용 번호판을 이용한 안테나의 설계 값에 크게 영향을 미치지 않는 것을 확인할 수 있다. 다음으로 안테나인 번호판과 범퍼인 폴리우레탄이 완벽하게 붙은 0 mm 의 경우와 간격이 5 mm 이상 떨어진 경우를 살펴보았다.
- 따라서 유전체인 범퍼의 정확한 두께를 설계 단계에서 정할 필요가 있다S 본 논문에서는 실제 차량용 범퍼의 두께인 6 mm로 선택하였다. 계산 결과, 두께가 6 mm 일 경우의 공진주파수는 900 MHz이고, 반사 손실은 약 -23.86 dB였다.
- 실제로 번호판을 범퍼에 고정하기 위해 볼트와 너트로 결합을 하더라도 미세한 간격의 차이가 발생하는 것이 일반적이다. 계산 결과들을 살펴보면, 이격이 생길수록 설계 주파수인 900 MHz에 근접 하며 특성이 양호해지는 것을 알 수 있다. 이는 범퍼와 번호판 사이의 이격이 커패시턴스 성분으로 작용하는 효과를 얻을 수 있다고 판단된다.
- 것이다. 공진주파수 7.3 GHz에서 비교한 전계와 자계의 계산 값은 측정된 값과 잘 일치하는 방사 패턴을 보여준다. 반면, 그림 16(b)는 볼트와 너트 그리고 폴리우레탄을 포함하여 제작된 안테나의 측정한 결과와 시뮬레이션 결과를 비교하여 나타낸 것이다.
- 다음으로, 폴리우레탄의 좌우 크기仏)를 90 mm로 고정하고 폴리우레탄의 두께를 6 ran로 고정시킨 후, 상하 크기인 Q를 10 mm에서 90 mm까지 변화시켰을 때, 공진주파수의 변화를 살펴보았다. 그 결과, 공진주파수 및 반사 손실 그리고 대역폭은 거의 변화가 없는 것을 확인할 수 있다. 그 원인으로서는 PIFA 안테나의 특성상 단락 선로와 급전 선로 사이의 전계가 상쇄되고 방사 소자인 W가 수평 편파의 특성을 보여 그림 9에서 보듯이 좌우 변화에 따라 특성 이 변화지만, 상하 변화에 따른 반사 손실 변화는 거의 없음을 확인할 수 있다.
- 그 결과, 공진주파수 및 반사 손실 그리고 대역폭은 거의 변화가 없는 것을 확인할 수 있다. 그 원인으로서는 PIFA 안테나의 특성상 단락 선로와 급전 선로 사이의 전계가 상쇄되고 방사 소자인 W가 수평 편파의 특성을 보여 그림 9에서 보듯이 좌우 변화에 따라 특성 이 변화지만, 상하 변화에 따른 반사 손실 변화는 거의 없음을 확인할 수 있다.。를 50 mm로 하여도 좋으나, 일반적인 차량용 범퍼의 상하 높이가 70 mm인 것을 고려하여 본 논문에서는。를 70 mm로 선택하였다.
- 5 mm로고정하였다. 그리고 나서 'g'를 13 mm에서 43 mm까지 10 mm 간격으로 시뮬레이션을 한 결과, g의 변화에 따라 계산된 공진주파수는 거의 변화가 없는 것을 확인할 수 있었다. 그 원인은 단락 선로인 'c'와급전 선로'd 사이에 전류의 위상이 상쇄되고, 그 결과 'g'가 변화하더라도 거의 영향을 받지 않는다는 것을 확인할 수 있다.
- 방사 패턴의 경우, 범퍼를 부착한 태그 안테나의 빔이 두 방향으로 갈라지는데, 그 원인으로서는 번호판과 폴리우레탄 사이의 거리에 위상 차이로 사료되며, 계산된 방사 패턴과 측정한 방사 패턴은 아주 잘 일치하였다. 그림 13의 안테나에 칩을 연결한 태그 안테나 모델과 범퍼와 태그 안테나를 볼트와 너트로 고정한 모델의 최대 인식 거리는 각각 11.5 m와 10.4 m로 측정되었으며, 기존의 태그 안테나들 보다 매우 우수한 인식 거리를 관측할 수 있었다. 하지만 리더 안테나를 기준으로 태그 안테나를 회전 시켜 측정한 결과, ±60도 이상일 경우, 리더 안테나에 대한 태그 안테나의 면적이 상대적으로 작아져서 전계 에너지가 감소되며, 이로 인해 인식 거리가 급격히 짧아지는 것을 확인할 수 있었다.
- 본 논문에서 제안한 설계의 타당성을 보이기 위해 그림 1 의 안테나 파라미터를 50 Q에서 계산해 보면, 그림 14의 굵은 실선의 시뮬레이션 값이 얻어지고, 이 값은 50 Q 전송선으로 연결하여 측정한 값과 일치한다. 또한, 칩 임피던스를 고려하여 안테나의 입력 임피던스를 16+/'131 Q으로 설계한 그림 5의 결과를 얻기 위해, 50 Q 전송선으로 측정한 그림 14의 데이터를 임피던스 변환하면 그림 14와 같이 900 MHz에서 공진한다는 것을 확인할 수 있다. 식 (2)는 태그 안테나와 칩 사이의 임피던스 변환에 의해 구해 지는 반사 계수이다.
- 이럴 경우, 안테나 부착의 번거로움과 별도의 비용이 필요하다. 또한, 태그 안테나는 주변 환경과 부착 매질에 크게 영향을 받으며, 이에 따라 태그의 동작 특성은 변화를 하고 인식률에 영향을 준다. 이러한 문제점을 해결하고자 차량 유리에 안테나를 설계하여 차체인 도체의 영향을 최소화하기 위한 설계를 하기도 한다闵.
- 이는 50 Q의 전송선과 안테나의 입력 임피던스가 부정합되어 일어나는 자연스런 현상이다. 본 논문에서 제안한 설계의 타당성을 보이기 위해 그림 1 의 안테나 파라미터를 50 Q에서 계산해 보면, 그림 14의 굵은 실선의 시뮬레이션 값이 얻어지고, 이 값은 50 Q 전송선으로 연결하여 측정한 값과 일치한다. 또한, 칩 임피던스를 고려하여 안테나의 입력 임피던스를 16+/'131 Q으로 설계한 그림 5의 결과를 얻기 위해, 50 Q 전송선으로 측정한 그림 14의 데이터를 임피던스 변환하면 그림 14와 같이 900 MHz에서 공진한다는 것을 확인할 수 있다.
- 4 m로 측정되었으며, 기존의 태그 안테나들 보다 매우 우수한 인식 거리를 관측할 수 있었다. 하지만 리더 안테나를 기준으로 태그 안테나를 회전 시켜 측정한 결과, ±60도 이상일 경우, 리더 안테나에 대한 태그 안테나의 면적이 상대적으로 작아져서 전계 에너지가 감소되며, 이로 인해 인식 거리가 급격히 짧아지는 것을 확인할 수 있었다.
- 이렇게 설계된 안테나들은 크기의 제한을 받기도 하지만 인식 거리 또한 5〜7 m 전후이다. 하지만 본 논문에서는 차량용 번호판에 안테 나를 설계하여 번호판 자체를 안테나로 만들었기 때문에, 기존의 상용 태그 안테나 인식 거리가 약 5〜7 m 전후인데 반해, 차량용 번호판 전체가 안테나로 동작하도록 설계함으로써 인식 거리를 약 10.4 m로 향상시켰다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.